DE102013113430A1 - Crankshaft and crank mechanism of a reciprocating internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Kurbelwelle (1) einer Hubkolbenverbrennungskraftmaschine (100), umfassend eine Mehrzahl von Kurbelzapfen (10, 11, 12, 13), an denen jeweils ein an einem Pleuelstangenfuß angeordnetes Pleuelstangenlagermittel (401) einer dem Kurbelzapfen (10, 11, 12, 13) zugeordneten Pleuelstange (40, 41, 42, 43) anbringbar ist, wobei die Kurbelwelle (1) eine Ölversorgungsbohrungsanordnung aufweist, die so ausgebildet ist, dass sie zumindest das an dem Pleuelstangenfuß einer jeden Pleuelstange (40, 41, 42, 43) angebrachte Pleuelstangenlagermittel (401) mit Schmieröl versorgen kann. Darüber hinaus betrifft die Erfindung einen Kurbeltrieb einer Hubkolbenverbrennungskraftmaschine (100) mit einer derartigen Kurbelwelle (1).The invention relates to a crankshaft (1) of a reciprocating internal combustion engine (100), comprising a plurality of crankpins (10, 11, 12, 13) on each of which a connecting rod bearing means (401) arranged at a connecting rod end of a crankpin (10, 11, 12 13, 13) is attachable, the crankshaft (1) having an oil supply bore arrangement adapted to at least connect to the connecting rod stem of each connecting rod (40, 41, 42, 43 ) mounted connecting rod bearing means (401) can supply with lubricating oil. Moreover, the invention relates to a crank mechanism of a reciprocating internal combustion engine (100) with such a crankshaft (1).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kurbelwelle einer Hubkolbenverbrennungskraftmaschine, umfassend eine Mehrzahl von Kurbelzapfen, an denen jeweils ein an einem Pleuelstangenfuß angeordnetes Pleuelstangenlagermittel einer dem Kurbelzapfen zugeordneten Pleuelstange anbringbar ist. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung einen Kurbeltrieb einer Hubkolbenverbrennungskraftmaschine, umfassend eine Kurbelwelle mit einer Anzahl von Kurbelbolzen, eine Anzahl von Kolben, die jeweils in einem zugeordneten Zylinder der Hubkolbenverbrennungskraftmaschine axial bewegbar sind, eine der Anzahl der Kolben entsprechende Anzahl von Pleuelstangen, die jeweils zwei Pleuelstangenlagermittel umfassen, wobei ein erstes Pleuelstangenlagermittel für die Lagerung der Pleuelstange an einem der Kolben eingerichtet ist und ein zweites Pleuelstangenlagermittel für die Lagerung der Pleuelstange an einem der Kurbelbolzen eingerichtet ist. The present invention relates to a crankshaft of a reciprocating internal combustion engine comprising a plurality of crankpins, to each of which a connecting rod bearing means arranged on a connecting rod base of a crankpin associated connecting rod is attachable. Moreover, the present invention relates to a crank mechanism of a reciprocating internal combustion engine comprising a crankshaft having a number of crank pins, a number of pistons axially movable respectively in an associated cylinder of the reciprocating internal combustion engine, a number of connecting rods corresponding to the number of pistons, two each Connecting rod bearing means, wherein a first connecting rod bearing means for the storage of the connecting rod is arranged on one of the piston and a second connecting rod bearing means for the storage of the connecting rod is arranged on one of the crank pin.
Hubkolbenverbrennungskraftmaschinen weisen einen Kurbeltrieb auf, der eine Kurbelwelle und eine Anzahl von Kolben und Pleuelstangen, die jeweils einem der Kolben zugeordnet sind, umfasst. Jeder Kolben ist in einem Zylinder axial bewegbar und mit einer diesem zugeordneten Pleuelstange mechanisch verbunden. Die Kolben können einen bei der Kraftstoffverbrennung entstehenden Gasdruck aufnehmen und über die Pleuelstangen als Drehkraft auf die Kurbelwelle übertragen. Jede Pleuelstange weist an einem ersten, dem Kolben zugewandten oberen Ende einen Pleuelstangenkopf – häufig auch als kleines Pleuelstangenauge bezeichnet – mit einer Aufnahmeöffnung auf, in der ein erstes Pleuelstangenlagermittel untergebracht ist, welches einen am Kolben angebrachten Kolbenbolzen für die mechanische Verbindung des Kolbens mit der Pleuelstange aufnimmt. Ferner weist ein zweites (unteres) Ende der Pleuelstange, welches der Kurbelwelle zugewandt ist, einen Pleuelstangenfuß auf, der häufig auch als großes Pleuelauge bezeichnet wird. In dem Pleuelstangenfuß ist ein zweites Pleuellagermittel aufgenommen, um die Pleuelstange an der Kurbelwelle zu lagern. Zu diesem Zweck weist die Kurbelwelle eine Anzahl von Kurbelbolzen auf, die von den zweiten Pleuellagermitteln aufgenommen werden. Reciprocating internal combustion engines have a crank mechanism that includes a crankshaft and a number of pistons and connecting rods, each associated with one of the pistons. Each piston is axially movable in a cylinder and mechanically connected to a connecting rod associated therewith. The pistons can absorb a gas pressure generated during fuel combustion and transmit them via the connecting rods as a rotational force to the crankshaft. Each connecting rod has at a first, the piston upper end a connecting rod head - often referred to as a small connecting rod eye - with a receiving opening in which a first connecting rod bearing means is housed, which has a piston attached to the piston pin for the mechanical connection of the piston with the connecting rod receives. Further, a second (lower) end of the connecting rod, which faces the crankshaft, a Pleuelstfußfuß, which is often referred to as a large connecting rod eye. In the connecting rod foot, a second connecting rod bearing means is accommodated to support the connecting rod to the crankshaft. For this purpose, the crankshaft has a number of crank pins which are received by the second connecting rod bearing means.
Somit kann während des Betriebs der Hubkolbenverbrennungskraftmaschine die Kolbenkraft über die Pleuelstangen auf die Kurbelwelle zur Erzeugung eines Drehmoments übertragen werden. Thus, during operation of the reciprocating internal combustion engine, the piston force can be transmitted via the connecting rods to the crankshaft to generate a torque.
Die Pleuellagermittel der Pleuelstange müssen stets ausreichend geschmiert werden, damit sie nicht beschädigt werden. Bei Hubkolbenverbrennungskraftmaschinen mit hoher Leistung müssen die Pleuellagermittel auf Grund der hohen mechanischen Belastungen besonders stark und effizient geschmiert werden, um ein Trockenlaufen und Beschädigungen auf Grund unzulänglicher Schmierung wirksam zu vermeiden. The connecting rod connecting rod bearings must always be lubricated sufficiently so that they are not damaged. In high power reciprocating internal combustion engines, due to high mechanical loads, the connecting rod bearings must be lubricated particularly strongly and efficiently to effectively prevent dry running and damage due to improper lubrication.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kurbelwelle der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, die eine wirksame Schmierung der Pleuellagermittel unterstützen kann. Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, einen Kurbeltrieb der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, der eine verbesserte Schmierung der Pleuellager ermöglicht. The present invention has for its object to provide a crankshaft of the type mentioned above, which can support effective lubrication of the connecting rod bearing means. The invention is further based on the object to provide a crank mechanism of the type mentioned above, which allows improved lubrication of the connecting rod bearings.
Die Lösung dieser Aufgabe liefert eine Kurbelwelle der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1. Hinsichtlich des Kurbeltriebs wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch einen Kurbeltrieb der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 11 gelöst. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung. The solution of this problem provides a crankshaft of the type mentioned above with the features of the characterizing part of claim 1. With respect to the crank mechanism, the object underlying the invention is achieved by a crank mechanism of the type mentioned above with the features of the characterizing part of
Eine erfindungsgemäße Kurbelwelle zeichnet sich dadurch aus, dass die Kurbelwelle eine Ölversorgungsbohrungsanordnung aufweist, die so ausgebildet ist, dass sie zumindest das an dem Pleuelstangenfuß einer jeden Pleuelstange angebrachte Pleuelstangenlagermittel mit Schmieröl versorgen kann. Die erfindungsgemäße Kurbelwelle ermöglicht durch das Vorsehen der Ölversorgungsbohrungsanordnung eine wirksame und effiziente Schmierung zumindest des an dem Pleuelstangenfuß einer jeden Pleuelstange angebrachten Pleuelstangenlagermittels. Auch ein Anschluss der Ölversorgungsbohrungsanordnung an eine Ölversorgungseinrichtung zur Versorgung der an einem Pleuelstangenkopf einer jeden Pleuelstange angebrachten Pleuelstangenlagermittel ist prinzipiell möglich. A crankshaft according to the invention is characterized in that the crankshaft has an oil supply bore arrangement which is designed such that it can supply at least the connecting rod bearing means attached to the connecting rod foot of each connecting rod bearing with lubricating oil. By providing the oil supply bore assembly, the crankshaft of the present invention enables effective and efficient lubrication of at least the connecting rod bearing means attached to the connecting rod root of each connecting rod. A connection of the oil supply bore arrangement to an oil supply device for supplying the attached to a connecting rod head of each connecting rod connecting rod bearing means is possible in principle.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass die Ölversorgungsbohrungsanordnung eine Mehrzahl von Ölversorgungshauptbohrungen umfasst, die sich zwischen den Kurbelzapfen erstrecken und sich entweder paarweise schneiden oder paarweise ineinander münden. Dadurch wird eine besonders wirksame und effiziente Ölführung beziehungsweise Ölleitung zwischen den Kurbelzapfen ermöglicht. In a preferred embodiment, it is proposed that the oil supply bore assembly comprise a plurality of main oil supply bores extending between the crankpins and either intersecting in pairs or opening into each other in pairs. This allows a particularly effective and efficient oil guide or oil line between the crank pin.
Um die Herstellung der Ölversorgungshauptbohrungen zu vereinfachen, wird in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform vorgeschlagen, dass die Ölversorgungshauptbohrungen als Durchgangsbohrungen in der Kurbelwelle ausgebildet sind. In order to simplify the production of the oil supply main bores, it is proposed in a particularly advantageous embodiment that the main oil supply bores are formed as through bores in the crankshaft.
Für einen homogenen Öldurchfluss hat es sich als zweckmäßig erwiesen, dass sich benachbarte Ölversorgungshauptbohrungen in entgegengesetzte Richtungen schräg zu einer Längsachse der Kurbelwelle erstrecken. For a homogeneous oil flow, it has proven to be appropriate that adjacent oil supply main holes in opposite directions extend obliquely to a longitudinal axis of the crankshaft.
Um einen Ölaustritt durch die als Durchgangsbohrungen ausgebildeten Ölversorgungshauptbohrungen aus der Kurbelwelle heraus zu vermeiden, ist in einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass in jede der Ölversorgungshauptbohrungen zumindest ein Verstopfungsmittel eingebracht ist, welches dazu ausgebildet ist, die Ölversorgungshauptbohrung in einem in einen Außenbereich der Kurbelwelle mündenden Abschnitt öldicht zu verschließen. Insbesondere können diejenigen Ölversorgungshauptbohrungen, die sich in die Kurbelzapfen erstrecken, in diesem Bereich mittels eines der Verstopfungsmittel öldicht verstopft sein. In order to prevent oil leakage through the oil supply main bores formed as through holes from the crankshaft, it is provided in a preferred embodiment that at least one plugging means is provided in each of the main oil supply holes, which is adapted to the main oil supply hole in a section opening into an outer region of the crankshaft to seal oil tight. In particular, those oil supply main bores extending into the crankpins may be oil-tight clogged in this region by means of one of the clogging means.
Für eine effiziente Versorgung der Pleuellagermittel mit Schmieröl wird in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform vorgeschlagen, dass die Ölversorgungsbohrungsanordnung eine Anzahl von Pleuelölversorgungsbohrungen umfasst, wobei die Pleuelölversorgungsbohrungen mit zumindest einer der Ölversorgungshauptbohrungen verbunden sind und sich jeweils in Richtung zumindest eines der Pleuelstangenlagermittel erstrecken. Somit kann jedem der Pleuelstangenlagermittel zum Beispiel mindestens eine Pleuelölversorgungsbohrung zugeordnet werden. For an efficient supply of the connecting rod bearing means with lubricating oil, it is proposed in a particularly advantageous embodiment that the oil supply bore arrangement comprises a number of connecting-tube supply bores, wherein the connecting-tube supply bores are connected to at least one of the main oil supply bores and each extend in the direction of at least one of the connecting rod bearing means. Thus, for example, at least one connecting-tube supply bore may be associated with each of the connecting rod bearing means.
Um hohe mechanische Spannungen in einem Übergangsbereich zwischen den Pleuelölversorgungsbohrungen und den Ölversorgungshauptbohrungen zu vermeiden, hat es sich als besonders zweckmäßig erwiesen, dass die Pleuelölversorgungsbohrungen unter einem Winkel ≠ 90° zur Achse des dem Pleuelstangenlagermittel zugeordneten Kurbelzapfens in die Kurbelwelle eingebohrt sind. To avoid high mechanical stresses in a transition region between the connecting rod oil supply holes and the main oil supply holes, it has been found to be particularly useful for the connecting rod oil supply holes to be drilled in the crankshaft at an angle ≠ 90 ° to the axis of the crankpin associated with the connecting rod bearing means.
Für eine möglichst effiziente Ölversorgung der Pleuelstangenlagermittel ist es von besonderem Vorteil, dass sich die Pleuelölversorgungsbohrungen von einem Punkt, in dem sich zwei Ölversorgungshauptbohrungen schneiden oder ineinander münden in Richtung des Pleuelstangenlagermittels erstrecken. For a most efficient oil supply of the connecting rod bearing means, it is of particular advantage that the connecting rod oil supply holes from a point in which two oil supply main holes intersect or open into each other in the direction of the connecting rod bearing means extend.
Vorzugsweise kann die Ölversorgungsbohrungsanordnung an ein Ölrohr, das insbesondere in einem Steuerkastendeckel ausgebildet ist, anschließbar sein. Dadurch kann eine zentrale Ölversorgung der Ölversorgungsbohrungsanordnung besonders einfach realisiert werden. Preferably, the oil supply hole arrangement can be connected to an oil pipe, which is formed in particular in a control box cover. As a result, a central oil supply of the oil supply bore arrangement can be realized particularly easily.
Ein erfindungsgemäßer Kurbeltrieb zeichnet sich dadurch aus, dass die Kurbelwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 10 ausgeführt ist. Dadurch wird ein Kurbeltrieb zur Verfügung gestellt, der eine wirksame und besonders effiziente Schmierung der Pleuellagermittel ermöglicht. An inventive crank mechanism is characterized in that the crankshaft is designed according to one of claims 1 to 10. This provides a crank drive which allows efficient and particularly efficient lubrication of the connecting rod bearing means.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen. Dabei zeigen Further features and advantages of the present invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment with reference to the accompanying drawings. Show
Eine Hubkolbenverbrennungskraftmaschine
Die Hubkolbenverbrennungskraftmaschine
Jede der Pleuelstangen
Während des Betriebs der Hubkolbenverbrennungskraftmaschine
Für eine Schmierölversorgung der zweiten Pleuelstangenlagermittel
Eine Anbindung der Ölversorgungsbohrungsanordnung an eine Ölversorgung der Hubkolbenverbrennungskraftmaschine
Eine zweite Ölversorgungshauptbohrung
Die zweite Ölversorgungshauptbohrung
Eine fünfte Ölversorgungshauptbohrung
Die fünfte Ölversorgungshauptbohrung
Eine siebte Ölversorgungshauptbohrung
Die siebte Ölversorgungshauptbohrung
Die achte Ölversorgungshauptbohrung
Somit weist die Ölversorgungsbohrungsanordnung, die in die Kurbelwelle
Wie in den Detailansichten gemäß
Abschließend soll erwähnt werden, dass auch ein Anschluss der hier beschriebenen Ölversorgungsbohrungsanordnung an eine Ölversorgungseinrichtung zur Versorgung der an einem Pleuelstangenkopf einer jeden Pleuelstange
Claims (11)
Priority Applications (1)
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DE102013113430.0A DE102013113430A1 (en) | 2013-12-04 | 2013-12-04 | Crankshaft and crank mechanism of a reciprocating internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE102013113430.0A DE102013113430A1 (en) | 2013-12-04 | 2013-12-04 | Crankshaft and crank mechanism of a reciprocating internal combustion engine |
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Publication Number | Publication Date |
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DE102013113430A1 true DE102013113430A1 (en) | 2015-06-11 |
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DE102013113430.0A Pending DE102013113430A1 (en) | 2013-12-04 | 2013-12-04 | Crankshaft and crank mechanism of a reciprocating internal combustion engine |
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- 2013-12-04 DE DE102013113430.0A patent/DE102013113430A1/en active Pending
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